化学反应速率与限度 课件 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

化学反应与能量 化学反应速率与限度 在化学反应的研究和实际应用中，人们除了选择合适的化学反应以实现所期待的物质转化或能量转化，还要关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率。 爆炸 牛奶变质 钢铁生锈 溶洞形成 哪个反应更快？ 不同的化学反应进行的快慢千差万别，快与慢是相对而言的，是一种定性的比较 定性描述： ①冒气泡快慢 ②颜色变化快慢 ③固体物质的减少快慢 ④出现浑浊的快慢 ⑤温度变化快慢 如何定量判断化学反应的快慢呢？ 化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行的快慢的物理量。通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)表示。 v(B)表示用物质B表示的化学反应速率， 常用单位：mol·L-1·s-1或mol/(L·s)，mol·L-1·min-1或mol/(L·min)等。 数学表达式： v(B) ＝ Δc(B) Δt 1.速率的单位也可表示为mol/(L·s)或mol/(L·min) 2.化学反应速率是物质在一段时间内的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率，且均取正值 3.在反应中，用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质，纯液体和纯固体的浓度是恒定不变的。 4.同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值是否相同？ 化学反应速率之比=化学计量数之比。 影响化学反应速率的因素 爆炸 牛奶变质 钢铁生锈 溶洞形成 如何减慢牛奶变质的速率？ 对于有些化学反应，我们希望其越慢越好，如食物的变质、橡胶和塑料的老化、金属的锈蚀；有些则希望其快一些，如氨、硫酸等化工产品的生产。调控化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键。 在相同条件下,等质量(金属颗粒大小相同)的下列金属与足量1mol/L 盐酸反应时,速率最快的是：A 镁 B 铝 C 钠 D 铁 1.内因：反应物本身的性质（决定因素） K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au √ 2.外因: 浓度？ 温度？ 压强？ 催化剂？ 物质的形状？ 影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素 操作   现象 ①产生气泡速率最慢 ②产生气泡速率较快 ③产生气泡速率最快 结论 对于反应2H2O2 2H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率_____ 加快 (1)温度对化学反应速率影响的探究 当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大。降低温度，化学反应速率减小。 影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素 操作   现象 ①产生少量气泡 ②产生大量气泡 ③产生大量气泡 结论 MnO2、FeCl3可以_____H2O2分解的速率 (1)催化剂对化学反应速率影响的探究 加快 2H2O2 = 2H2O +O2↑ 催化剂能改变化学反应的速率。正催化剂快化学反应速率；负催化剂减慢化学反应速率 影响化学反应速率的因素 有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体系体积，使反应物的浓度改变。 增大压强（减小容器体积，增大反应物浓度），能加快化学反应速率。 减小压强（增大容器体积，减小反应物浓度），能减慢化学反应速率。 影响化学反应速率的因素 压强对化学反应速率的影响 活化分子 容器的容积不变 充入非反应气体 在其它条件不变时，充入非反应气体→压强增大，但各物质浓度不变→反应速率不变 总结归纳 条件 改变 对化学反应速率的影响 浓度 增大反应物的浓度   减小反应物的浓度 温度 升高温度 降低温度 催化剂 多数情况下，使用催化剂能够 化学反应速率 压强(对有气体参加的化学反应) 增大压强   减小压强 接触面积 块状固体变为粉末状   加快 加快 加快 加快 减慢 减慢 减慢 加快 随堂训练 D C B B B 炼铁高炉尾气之谜： 一个化学反应在实际进行时，给定量的反应物能否按相应的计量数完全转化为生成物？ 为什么增高了炉身，CO的转化率没有提高呢？ C＋CO2 2CO Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温 化学反应是有限度的，有些能进行地比较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。 可逆反应 1.定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进 行的反应。 注：向生成物方向进行的反应叫做正反应， 　　向反应物方向进行的反应叫做逆反应。 书写可逆反应的化学方程式时，不用“ === ”，用 “ ”。 2.特征： n(H2)/mol 2 2 2 2 2 n(O2)/mol 0.5 1 5 10 100 反应结束后H2物质的量 1 0 0 0 0 表1：反应 O2 + 2 H2 === 2 H2O中 点燃 n(H2)/mol 3 3 3 3 3 n(N2)/mol 0.5 1 5 10 100 反应结束后H2物质的量 1.8 0.4 0.24 0.15 0.08 表2：反应 N2 + 3 H2========= 2 NH3中， 催化剂 高温高压 化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。 在某固定密闭容器中发生反应： ，各物质的浓度随反应的时间变化如下表所示： 时间(min) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 c(SO2) 10 6 3 2 1.2 1 1 1 1 c(O2) 5 3 1.5 1 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5 c(SO3) 0 4 7 8 8.8 9 9 9 9 反应开始时 反应进行时 反应50min后 宏观 物料角度 c(反应物) ____ 0 c(反应物) ______ c(反应物)______ c(生成物) ____ 0 c(生成物) ______ c(生成物)______ 微观 速率角度 v正 ____ 0 v正 ______ v正 ______ v逆 ____ 0 v逆 ______ v逆 ______ > = > = 减小 增大 减小 增大 不变 不变 不变 不变 用图像描述 v正 和 v逆 变化规律 ？ c(SO2) 、c(O2 )逐渐减小 ,v(正) 逐渐减小，c(SO3)逐渐增大， v(逆)逐渐增大 反应过程中 c(SO2) 、c(O2)最大，→ v(正)最大, c(SO3) =0 → v(逆)=0 开始时 反应速率 时间（t） 0 v(正) v(逆) v(正)=v(逆) t1 反应到t1时刻 动态平衡 正逆反应都进行，v(逆) ≠0，v(正)> v(逆) t 0 v v(正) v(逆) ● 50min v(正)=v(逆) ≠0 各物质浓度不变 0 t C 生成物 反应物 ● ● 50min 可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度，即该反应的限度。 ● 定义： 在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率 和逆反应速率相等，反应物和生成物浓度不再发生变化，达到一种表面静止的状态，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 化学平衡状态的特征 逆 定 等 动 变 化学平衡状态研究的对象是可逆反应 达到化学平衡状态后，各组分浓度不再改变，不随时间变化而变化 达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等 化学平衡是一种表面静止状态，反应并未停止，是一种动态平衡 外界条件改变时，原平衡状态将被打破，再在新条件下建立新的平衡 如何判断可逆反应达到平衡状态？ 方法一： v(正)=v(逆) 方法二：变量不再发生变化 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 1．下列说法正确的是(　　) A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示 B．化学反应速率的单位由浓度单位决定 C．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 D．用不同物质的浓度变化表示同一段时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比 2．在一定条件下，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在10 L恒容密闭容器中进行，测得2 min内，H2的物质的量由20 mol减少到8 mol，则2 min内NH3的平均反应速率为(　　) A．1.2 mol·L－1·min－1 　B．1.8 mol·L－1·min－1 C．0.4 mol·L－1·min－1 　D．0.6 mol·L－1·min－1 3．已知4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，正确的关系是(　　) A．4v(NH3)＝5v(O2) 　B．6v(O2)＝5v(H2O) C．4v(NH3)＝6v(H2O) 　D．5v(O2)＝4v(NO) 4．将2 mol A和4 mol B在2 L的恒容密闭容器中混合，一定条件下发生反应：A(g)＋nB(g) A．1 B．2 C．3 D．4 5．在2A(g)＋B(g)=== 3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是(　　) A．v(A)＝0.5 mol·L－1·s－1 B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1 C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1 D．v(D)＝1 mol·L－1·s－1 MengyiCompress-Release $$